Elektronenstrahlzonenschmelzen(EBZM)
Das Elektronenstrahlzonenschmelzen ist das bevorzugte Verfahren zur Herstellung größerer Einkristalle aus Wolfram.
Ein polykristalliner Wolframstab wird vertikal in einer Edelstahlglocke montiert und als Anode angeschlossen. Eine Elektronenkanone (Kathode) durchquert die Stange mittels eines Schraubenantriebsmechanismus. Beim Schmelzen im Hochvakuum wird zwischen den beiden massiven Stabteilen eine enge, flüssige Zone durch Oberflächenspannungskräfte gebildet und gehalten.
Da sich die Zone langsam mehrmals durch den Stab bewegt (Zonenschwimmen), werden Verunreinigungen sowohl am Anfang als auch am Ende der Stange konzentriert. Da die schmelzflüssige Zone recht schmal ist und der Temperaturgradient in ihrer Nähe eher steil ist, beginnt die Keimbildung im wesentlichen an einem Punkt und es entsteht ein Einkristall.
Die Konzentration vieler Verunreinigungselemente kann durch Zonenschmelzen erheblich gesenkt werden. Die Konzentration von Al, Ca, Co, Cu, Fe, Mg, Mn, Ni, Si, Na, Ti, Ta, Re, Mo und Nb kann unter 1 pg / g reduziert werden. Zwischenräume bleiben bei den folgenden pg / g-Werten: O2 2, N25, C10 und H1.
Einkristalle, die durch diese Technik hergestellt werden, stellen das derzeit verfügbare duktile Wolfram dar. Sie sind frei von Korngrenzen, die zu Brüchigkeit führen.
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